澳大利亞和中國的研究人員已經提出了一種創新且具有成本效益的新方法來制造二氧化硅珠，這種方法具有許多關鍵用途，從納米醫學和生物成像到紙張和拋光混凝土的生產。

用于實驗和工業用途的二氧化硅顆粒的合成始于1960年代，通常大批量進行，其中難以控制摻雜以誘導功能。

合成參數的控制可以通過昂貴且耗時的小型微流控反應器來實現，這些反應器需要進行光刻，刻蝕，粘接和注模，而這容易造成堵塞。

現在，已經證明了令人驚訝的簡單新方法，并且可以以低成本和高度可靠性將其用于各種應用。

用于合成二氧化硅的微流體混合器的實驗裝置

位于墨爾本大學的ARC激子科學卓越中心的研究人員與華南師范大學的同事合作，使用繞線棒纏繞并連接的聚四氟乙烯（PTFE）或“特富龍”管構造了一種流動合成裝置到兩個注射器。

他們的結果發表在《 Chemical Engineering Journal》上（“A PTFE helical capillary microreactor for the high throughput synthesis of monodisperse silica particles”）。

該方法成功的關鍵是螺旋通道，該通道可提高渦流特性，而這種類型的流體流則可促進前體流體的高效混合。

“當發生這種情況時，您現在將擁有一個非常便宜且非常高效的化學反應器，”相應的作者Eser Akinoglu博士說。

“一旦將流體放在螺旋管中，由于這些渦旋，它們會迅速混合，并且……整個反應更加均勻，產物均勻，二氧化硅顆粒具有均勻的尺寸和形狀。”

盡管這種新機制不太可能取代工業規模的批量生產來生產純凈的二氧化硅顆粒，但它可以很好地與用于特殊，特殊應用的合成二氧化硅納米顆粒的微流體方法相媲美，例如“摻雜”有彩色染料或封裝用于熒光的量子點。

“從材料成本的角度來看，這是非常合理的，” Akinoglu博士說。

“對于將來，這種流動合成方法非常適合在反應中引入新組分……您可以在該流動物中添加其他物質，以與整個過程混合在一起，然后將其封裝在這些二氧化硅顆粒中。”